[發明專利]一種基于機載LiDAR數據的堤防破壞檢測方法

有效

• 申請號: 201810131020.0
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108363050B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 沈定濤;張煜;葉松;曹波;宋麗;陳文龍;魏思奇
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

1.一種基于機載LiDAR數據的堤防破壞檢測方法，其特征在于包括如下步驟：

第一步、從堤防機載LiDAR數據分離出地面點云，生成高精度堤防DEM數據，基于高精度堤防DEM數據生成堤防坡度圖；

第二步、根據堤頂堤坡形態特征，設定堤防堤頂堤坡坡度范圍，對堤防坡度圖進行分類，生成堤防坡度分類圖；

第三步、對堤防坡度分類圖進行柵格矢量化，生成堤防坡度分類矢量圖；

第四步、設定多邊形Eliminate規則，將堤防坡度分類矢量圖中的無效碎圖斑融合到大的多邊形中；

第五步、將位于堤防外側的不屬于堤防堤頂堤坡區域的多邊形圖斑刪除，最終得到堤防堤頂堤坡幾何形態數據；

第六步、對堤防線數據等距離間隔提取采樣點，在采樣點處生成垂直于堤防線數據的堤防斷面線數據；

第七步、堤防斷面線數據與堤防堤頂堤坡幾何形態數據求交點，并統計每個斷面線處的交點類型及數量；

第八步，設定堤防破壞度判定條件，生成堤防破壞度分析統計圖表。

2.如權利要求1所述的基于機載LiDAR數據的堤防破壞檢測方法，其特征在于：所述高精度堤防DEM數據是指DEM空間分辨率達到1米甚至更小，以滿足堤防堤頂堤坡形態參數提取的基本要求。

3.如權利要求1所述的基于機載LiDAR數據的堤防破壞檢測方法，其特征在于：所述第二步中堤防坡度范圍的設定參考《堤防工程設計規范》國家標準，針對不同等級堤防，設定不同的堤防堤頂堤坡坡度范圍。

4.如權利要求1所述的基于機載LiDAR數據的堤防破壞檢測方法，其特征在于：所述第三步中對堤防坡度分類圖進行柵格矢量化，生成堤防坡度分類矢量圖，主要是對相鄰網格且具有相同坡度類別的柵格單元集合生成矢量邊界，以初步生成堤防堤頂和堤坡外輪廓。

5.如權利要求1所述的基于機載LiDAR數據的堤防破壞檢測方法，其特征在于：所述第四步中設定多邊形Eliminate規則，將堤防坡度分類矢量圖中的無效碎圖斑融合到大的多邊形中是對無效碎圖斑進行剔除，所述碎圖斑清除條件按照圖斑面積設計，設定面積為100平方米，即圖斑基本長寬為10米大小，則表示面積小于100平方米的圖斑都會被融合到相鄰面積更大的多邊形中去。

6.如權利要求1所述的基于機載LiDAR數據的堤防破壞檢測方法，其特征在于：所述第五步中是采用人工刪除方式將位于堤防外側的不屬于堤防堤頂堤坡區域的多邊形圖斑刪除。

7.如權利要求1所述的基于機載LiDAR數據的堤防破壞檢測方法，其特征在于第六步中的堤防線數據是指沿著堤防行進方向抽取的代表堤頂高程值最高的一連串線段，針對任一采樣點，構建的堤防斷面寬度設計為堤防平均寬度的1.5倍。

8.如權利要求1所述的基于機載LiDAR數據的堤防破壞檢測方法，其特征在于：所述第七步具體為：通過將每條斷面線與堤防堤頂和堤坡多邊形數據進行相交關系判定，若存在相交關系的，計算其交點數目，并統計每個斷面的總體交點數目。

9.如權利要求1所述的基于機載LiDAR數據的堤防破壞檢測方法，其特征在于：所述第八步中設定堤防破壞度判定條件主要是指，針對斷面分別于堤防堤頂和堤坡交點數目類型不同，構建交點數目的不同組合，進而判斷堤防在斷面處的破壞程度。